[發明專利]用于等離子弧切割系統的可消耗筒

在審

• 申請號: 202110481960.4
• 申請日: 2015-05-11
• 公開（公告）號: CN113275718A
• 公開（公告）日: 2021-08-20
• 發明（設計）人: N.A.桑德斯
• 申請（專利權）人: 海別得公司
• 主分類號: B23K10/00
• 分類號: B23K10/00;H05H1/28;H05H1/34
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 張小文;張一舟

本發明公開了用于等離子弧切割系統的可消耗筒。用于等離子弧焊炬筒的框架包括導熱的框架本體（308），其具有縱向軸線、配置成連接到第一可消耗部件的第一端部以及配置成與第二可消耗部件匹配的第二端部。所述框架本體圍繞所述第二可消耗部件的至少一部分。所述框架還包括形成在所述框架本體內的一組流動通道（328A，328B）。該組流動通道流體地連接所述框架本體的內表面和所述框架本體的外表面。一組流動孔配置來賦予圍繞所述第二可消耗部件的流體流型。

本發明為分案申請，其母案的申請號為201580037034.0，申請日為2015年05月11日且發明名稱為“用于等離子弧切割系統的可消耗筒”。

技術領域

本發明大體涉及等離子弧切割系統和方法的領域。更具體地，本發明涉及用于通過使用改善的可消耗筒來簡化、優化和減少切割時間和成本的方法和設備。

背景技術

等離子弧焊炬廣泛使用于材料的切割和標記。等離子焊炬大體包括弧發射器（例如，電極）、具有安裝在焊炬本體內的中心出口孔的弧收縮器或收縮構件（例如，噴嘴）、電氣連接、用于冷卻的通道、以及用于弧控制流體（例如，等離子氣體）的通道。焊炬產生具有高溫和高動量的氣體的收縮離子化噴射。焊炬中所使用的氣體可以是非反應性的（例如，氬氣或氮氣）或反應性的（例如，氧氣或空氣）。在操作期間，首先在弧發射器（陰極）和弧收縮器（陽極）之間產生維弧。可通過聯接到DC電源和焊炬的高頻、高壓信號或通過各種接觸啟動方法中的任何方法來產生維弧。

傳統的可消耗件在切割操作之前和期間都遭遇一系列缺點。在切割操作之前，對于特定切割任務而言選擇和安裝正確的可消耗件會是繁重且耗時的。操作者必須從大量庫存的不同部件進行選擇，為了有效性能必須合適地選擇和配對這些部件。在操作期間，當前可消耗件遭受性能問題，諸如無法從焊炬末端和部件有效地耗散和傳導開熱量，并且無法保持合適的可消耗件對準和間距。此外，當前可消耗件包括大量昂貴材料，諸如銅和/或Vespel?，這導致顯著的制造成本并抑制其廣泛商業化、生產和采用。需要的是一種新的和改善的可消耗件平臺，其降低制造成本、零件計數和/或庫存要求，增加系統性能（例如，增加熱傳導并改善零件內部的對準），并且簡化終端用戶對可消耗件的安裝和使用。

發明內容

本發明提供一個或更多個具有成本效益的筒設計，其降低制造成本，有助于筒的商業化和生產，改善終端用戶使用時的安裝和簡易性，并且增加系統性能。在一些實施例中，重新設計多個傳統的可消耗部件（例如，渦流環、噴嘴、護罩、保持帽以及電極部件）。在一些實施例中，產生新的部件（例如，電極套管、鎖定環和/或界面絕緣體）。在一些實施例中，傳統渦流環由焊炬本體內的不同特征部替代，這些特征部使焊炬本體內的氣體流具有渦流（例如，具有直接構造在噴嘴的本體中的流動孔的渦流特征部）。在一些實施例中，噴嘴護罩與噴嘴電隔離（例如，通過使用陽極氧化鋁和/或塑料）。

在一些實施例中，每個筒包括下列可消耗部件中的一個或更多個：具有一個或更多個區段的框架或本體；弧發射器（例如，電極）；弧收縮器或弧收縮構件（例如，噴嘴）；使等離子焊炬內的氣體具有渦流的特征部（例如，構造到噴嘴中的渦流特征部，渦流環，或其它渦流特征部）；護罩（例如，通過使用鋁、陽極氧化鋁和/或塑料材料來呈電隔離的噴嘴護罩）；發射元件（例如，鉿發射器）；和/或端帽。在一些實施例中，筒包括大體上銅部分（例如，由80%以上，優選地90%以上的純銅或大致純銅、或銅合金制成的內芯）和大體上非銅部分（例如，在內芯外部的非銅部分）。在一些實施例中，能夠在手持式等離子切割系統和/或機械化等離子切割系統上使用筒。

在一些實施例中，筒具有彈性元件（例如彈簧電極或彈簧啟動機構），其固定到電極，直接整合到筒中并設計成與筒不可分離或不可拆卸。彈性元件能夠與框架物理連通和/或能夠構造成將來自框架的維弧電流傳導至弧發射器。彈性元件可在沿著彈性元件的軸線的方向上例如通過施加分離力來偏壓弧發射器。在一些實施例中，分離力具有的大小小于將筒保持在一起的聯接力的大小。在一些實施例中，筒不包括彈簧或彈性元件。